К ЗЕМЛЕ С ЛЮБОВЬЮ И ЗНАНИЕМ

Цель строительства заглубленных жилищ — поддержать или улучшить взаимоотношения их с окружающей средой; используя землю, как одеяло, укрыть здание со всех сторон: земля защитит его как барьер от ветра, холода, нежелательной инфильтрации и будет препятствовать прямым потерям тепла.

К категории подземных могут быть отнесены только несколько жилищ, рассмотренных в книге, для всех остальных земля используется для того, чтобы защитить их и все коммуникации, либо улучшить энергетические характеристики — отсюда термин «земляная защита». Применение земляной защиты позволяет не только значительно снизить расход энергии в нормальных условиях, но и уменьшить зависимость от снабжения топливом, особенно в условиях суровой зимы.


Заметим, что подобные дома сооружаются и по сей день, например, староверами на Алтае, да и практически в любом регионе можно найти сооружения подобного типа, если не жилые, так хозяйственные.

Просьба не путать данное строение с землянкой, так как это не одно и тоже. «Лисья нора» - это земляной холм. В зависимости от пожелания хозяина может сооружаться с любым заглублением либо вообще находиться на уровне обычного дома.

Если угол наклона стен выполнить в 45 градусов, то он практически не создаст тени, т.к. угол летнего солнцестояния на широте Москвы примерно этому и равен. Незначительная тень создается в утренние и вечерние часы с запада и востока от постройки.

Почему почти не занимает места?
Да потому, что гипотенуза всегда больше катета, а так как обваловка дома земляная, то может быть использована под посадки со всех сторон и сверху (клубника, малина, кустарники, цветочные клумбы и т.п.). Даже возможна посадка небольших деревьев при соблюдении некоторых условий, что, в общем, создает неограниченные возможности при оформлении внешнего дизайна Вашего строения и быстрого и дешевого изменения его по Вашему желанию. Представляете себе: дом-клумба, он может быть каждый год иным. Вот где непаханное поле для фантазии.

Надёжность обвалованного дома Почему становится крепче?
Да потому, что с каждым годом земля более уплотняется, а корни трав и кустарников так скрепляют поверхностный слой, что если даже убрать все внутренние опоры, он все равно будет себя держать. Выйдите на непаханый луг. Ведь все его пространство изрыто норами кротов, мышей, червей, но земля под Вами не проваливается. Не надо боятся проникновения корневой системы растений в дом, от этого существует простая защита…

В зимнее время такой дом становится еще теплей, так как укрывается снежными одеялами, а снеговая нагрузка не создает дополнительного веса по причине промерзания верхнего земляного слоя. Пример тому - лед на реках. Внутри такого дома при любых внешних температурах сохраняется плюсовая температура, даже без отопления, из чего следует, что обогрев конструкции требует минимума затрат энергии. Стены его всегда дышат. Летом в нем прохладно.

При правильно сооруженной вентиляции в нем не бывает сырости, но и нет той сухости, которая бывает в квартирах в зимнее время, и влажность и холод, когда отключают тепло, что в основном и является причиной порчи мебели, отсыревания обоев и одежды, трещин в стенах, заклинивания и усыхания дверей и окон.

Внутренняя отделка дома может производиться из любых материалов, даже из дерева, так как существуют дешевые хорошо забытые способы его защиты от внешних условий. Также можно изготовить стены внутри из подручных материалов: глина, ива, камыш, солома, рогоз, дикий камень и т.п.

Необычный внешний вид

Необычность внешнего вида – аргумент конечно весомый, но давайте оглянемся вокруг и спросим себя, что приятнее видеть: дом с покосившимися стенами или отбитой штукатуркой, исписанной «чудесными» надписями, с обветшалой крышей и т.п. или цветную клумбу, или аккуратный газон, или карликовый сад с перголой или беседкой, увитой виноградом, хмелем и т.п.


Конечно, красиво выполненный фасад дома с модной архитектурой тоже зрелище приятное, но надолго ли? Ведь мода на архитектурные стили так быстро меняется, каких-то 20-30 лет и стиль морально устаревает. Попробуйте изменить фасад каменного или деревянного строения… К тому же время вносит свои разрушения, а с ними и заботы о реставрации. Другое дело альпийская горка, или цветник, или газон. Его Вы можете изменять по Вашему усмотрению хоть каждый год, а небольшие деревца или кустарники с ползучей корневой системой (можжевельник, сирень, жасмин, елочки и т.д.) на фоне холма создадут устойчивый пейзаж.

Выбор местоположения заглублённого дома

Выбор и определение местоположения заглубленного дома - один из наиболее важных аспектов всего процесса проектирования. Что касается обычных наземных зданий, то эта задача является второстепенной, так как архитектурные решения их хорошо известны, а проблемы экономии энергии нередко игнорируются. Для любого здания, удачно решенного с точки зрения энергетической эффективности, очень важно представлять себе преимущества, которые можно получить в результате правильного выбора его местоположения, учитывая ориентацию здания и характер растительности на участке.

При выборе и определении местоположения заглубленного здания важно также принимать во внимание особенности, существенные лишь для этого типа зданий, — топографию участка, геологические и гидрогеологические условия, размеры участка и расположение соседних построек. Часть информация о местоположении довольно проста и очевидна, между тем остальная часть сравнительно сложна и носит технический характер. В этом Разделе сделана попытка изложить основные концепции по выбору местоположения заглубленного здания и показать значение каждого из аспектов.

Ориентация обвалованного дома

Один из наиболее важных аспектов выбора местоположения здания — его ориентация. Хотя здание называется заглубленным, не следует полагать, что оно полностью засыпано землей, так как по многим соображениям представляется необходимым наличие оконных и дверных проемов. Группировка проемов и определение направления, куда они будут выходить, могут быть названы ориентацией здания на площадке. Тремя важнейшими элементами, определяющими ориентацию, являются солнце, ветер и вид на местность. Правильная ориентация здания по отношению к солнцу и ветру может обеспечить значительную экономию энергии дополнительно к тому количеству, которое обусловлено засыпкой. Вид на местность— это важный эстетический и психологический элемент ориентации. 

Солнце — один из наиболее важных элементов, который следует учитывать при проектировании энергетически эффективных зданий. Энергия солнечной радиации может быть использована для получения тепла в здании как в активной, так и в пассивной форме. Большинство активных систем использования солнечной энергии имеют плоские коллекторы, которые могут быть установлены непосредственно на здании или по соседству с ним. Расположение системы солнечных коллекторов на здании оказывает непосредственное влияние на ориентацию и проектные решения заглубленного жилища. Обычно коллектор должен быть ориентирован строго на юг, но в зависимости от каждой конкретной системы допустимы различные варианты.

Все пассивные методы использования солнечной энергии основаны на применении энергии солнечной радиации, которая попадает в дом через окна. Пассивное использование солнечной энергии в энергетически эффективном доме весьма желательно, так как оно не требует капитальных затрат, которые необходимы при активных методах, и в то же время позволяет экономить значительное количество энергии. Согласно последним исследованиям в области применения пассивных методов использования солнечной энергии, двойное остекление окон, ориентированных на юг, позволит получить определенную экономию энергии даже без использования портьер или жалюзи в ночное время. Это доступное тепло солнечной радиации следует рассматривать как весьма важный фактор при выборе местоположения заглубленного здания, у которого оконные проемы обычно располагаются по одному фасаду, чтобы обеспечить максимальную засыпку здания. Если исходить из оптимального использования солнечного освещения, то следует признать целесообразной ориентацию всех оконных проемов на юг, оставив, таким образом, три стены полностью под засыпку. Количество энергии, получаемой путем пассивного использования солнечной радиации, значительно уменьшается при окнах, ориентированных на восток и запад, и полностью исключается при окнах, ориентированных на север.

Необходимо сознавать, что условия площадки и некоторые другие условия проектирования могут ограничивать принятие выгодных решений. В этих случаях допустимы альтернативные решения, которые позволят использовать максимальное количество солнечной энергии. Применение верхнего света (световых фонарей), например, может быть использовано в целях накопления (пассивной) солнечной энергии, однако проектирование таких элементов должно быть выполнено весьма тщательно, так как они могут стать причиной потерь энергии. Важно также отметить, что солнечный свет, желательный во время отопительного сезона, нежелателен в помещении в теплое время года, когда возникает потребность в охлаждении воздуха. Существуют различные способы уменьшения поступления солнечного тепла, например, использование растений, навесов или жалюзи. 

Влияние ветра на ориентацию заглубленного здания — серьезный энергетический фактор. Из-за того, что непосредственное воздействие холодных зимних ветров увеличивает потери тепла в здании в результате инфильтрации и охлаждающего эффекта воздушного потока, желательно защитить здание от этого воздействия любыми доступными способами. В северном полушарии преобладают северо-западные ветры. Уменьшение площади оконных и дверных проемов на северном и западном фасадах здания может улучшить его энергетическую эффективность.

Заглубление здания дает возможность полностью исключить воздействие господствующих зимних ветров, так как земля защищает конструкцию от ветра. Заглубленные здания, в том числе с внутренними двориками, могут быть в значительной степени защищены от ветров.

Влияние ландшафта и растительность

Топографические особенности рельефа могут самым различным образом влиять на проектные решения. Они изменяют и характер ветров, и распределение температур вокруг здания и, конечно, существенное значение могут иметь для выбора системы водоотвод ения; Во всяком случае, очень важно при проектировании учитывать характер рельефа — спокойный или «падающий», а также крутизну и ориентацию склона Поскольку наличие оконны проемов предусмотрено требо ваниями строительных норм, кроме того, желательно дл визуального контакта с окружающей средой, заглубленны жилища должны иметь хотя бы один фасад, выходящий на открытый склон.

На спокойном рельефе возможно проектирование как полузаглубленных, так и полностью заглубленных зданий, обычно в одном уровне. При расположении здания на спокойном рельефе допускается решение в двух уровнях, но оно возможно лишь в особых случаях — при большом объеме засыпки. Падающий рельеф дает возможность спроектировать здание в склоне, в этом случае ориентация окон зависит от ориентации склона. Вообще говоря, наиболее удобны склоны, ориентированные на юг, однако может возникнуть необходимость в решении, позволяющем использовать максимальное количество солнечной энергии при другой ориентации фасада. Сравнительно крутые склоны весьма приемлемы для проектирования заглубленного здания в двух уровнях. Такое здание имеет ряд возможностей для значительной экономии энергии.

Использование деревьев и кустарников на участке может быть рассмотрено в различных аспектах.

Рассмотрим их применение как дополнительную меру по сохранению энергии. Хотя размеры экономии предсказать трудно, тем не менее известны случаи значительного сохранения энергии в летнее время путем использования зеленых насаждений, которые летом затеняют окна, ориентированные на юг, что позволяет уменьшить воздействие солнечной радиации.

На южной стороне целесообразно высаживать деревья, сбрасывающие зимой листья, что дает возможность увеличить воздействие солнечной радиации в то время, когда это наиболее необходимо.

Другой убедительный пример использования зеленых насаждений с целью экономии энергии — уменьшение влияния ветра.

Сооружение земляных насыпей может обеспечить необходимую защиту заглубленного здания от ветра с северной и западной сторон. Однако, если окна доступны для зимних ветров, следует рекомендовать посадку вечнозеленых кустарников, которые могут дать значительную экономию энергии.

В докладе, подготовленном для Агентства по энергетике Миннесоты, приведены результаты обследования двух идентичных домов в Северной Дакоте: один был окружен с трех сторон зелеными насаждениями, а другой не имел защиты от ветра. В здании, защищенном от ветра, потребление топлива оказалось на 40% меньше, чем в здании, не имеющем такой защиты. Это не только указывает на целесообразность посадок деревьев и кустарников, с точки зрения уменьшения расходов на энергию, но и свидетельствует о возможной экономии, которую можно проектировать для заглубленного здания, защищенного с трех сторон засыпкой, уменьшающей влияние ветра в еще большей степени, чем зеленые насаждения.

Ландшафт и заглублённое здание

Наиболее сложная и спорная проблема формирования ландшафта — засыпка кровли здания, которая предусматривается во многих проектах. Не только из эстетических и экологических соображений, но и с точки зрения экономии энергии, на кровле здания желательно иметь растительность. Естественная отражающая способность травы и другой растительности позволяет значительно уменьшить количество тепла, поступающего в здание за счет солнечной энергии в летнее время.

Важным фактором проектирования засыпной кровли следует считать толщину слоя почвы, ее тип и правильное решение системы дренажа. Энергетическая эффективность здания и возможность роста растений значительно возрастают с увеличением толщины слоя почвы. В то же время вес почвы весьма значителен, и конструкции, несущие нагрузку от засыпки толщиной в несколько футов, весьма дорогостоящи. Поэтому необходимо знать минимальное количество почвы, которое требуется для различных видов растительности. Приводимая здесь иллюстрация, которая взята из последней статьи Томаса Е. Ве-фа, показывает, что слой грунта толщиной от 30 до 46 см достаточен для травы и другой мелкой растительности, а слой для осушенных земель 30 см; 1 — уплотнительная прокладка толщиной 2,5 см; 2— слой перегноя (минимальная толщина 5 см); 3 — растительный грунт; 4 — слой изолирующего материала толщиной 7,3 см; 5 — дренирующие слой гравия толщиной 15 см; 6 — защитный слой над изоляцией и гидроизоляцией; 7 — несущий элемент; 8 — слой грунта толщиной 300 мм от низа корневой системы, с уклоном для обеспечения водоотведения толщиной от 61 до 76 см — для мелких кустарников. Для крупных кустарников и деревьев требуется слой почвы толщиной до 150 см, что приводит к неоправданно высокой стоимости конструкций.

Конкретная толщина слоя почвы, необходимая для каждого вида растительности, может варьироваться в значительной степени в зависимости от вида растительности, типа почвы, влажности и климатических условий, влияющих на рост растений. Для больших общественных и коммерческих зданий с кровлей, засыпанной землей, или с кровлей, на которой устроен сад, разработана методика, позволяющая выращивать деревья и одновременно снижать нагрузку от почвы на конструкции за счет применения подстилающего слоя утеплителя-стирофома, вместо большого слоя земли. Однако эта методика непригодна для большинства жилых домов из-за малых размеров кровли; что касается деревьев больших размеров, то их можно легко и с меньшими затратами разместить рядом с домом, а не на кровле.

Очень важно при посадке растений на кровле здания правильно организовать систему дренажа. Растения не выживают в почве, насыщенной водой. Для отвода воды с кровли целесообразно организовать уклон поверхности почвы с кровли. Важно также предусмотреть устройство подстилающей дренажной подсыпки для отвода воды, фильтрующейся через почву.

Такая подсыпка чаще всего делается из слоя гравия, а грунт укладывают на изолирующую прослойку (маты), которая не позволит почве проникать в слой гравия и таким образом исключает кольматацию дренажа. Существует множество решений дренажа, но принцип отвода воды из почвы остается один и тот же.

Проектирование заглубленных жилищ